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大气污染控制工程课程设计

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2020年4月19日
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目 录
1. 总论 2
2. ****污染现状 3
3.工艺流程选择 4
3.1 常见除尘技术原理 4
3.2 除尘工艺流程选择 4
3.3 管道系统设计 4
4 工艺计算 6
4.1 旋风除尘器设计 6
4.2 袋式除尘器设计 6
4.3管道设计 6
1）管径的计算与实际速度的确定 6
核算实际速度：=4Q/()=14.154m/s； 7
管段长度的确定 7
图1 除尘工艺流程图 7
管道压力损失的计算 7
管道保温及热补偿设计 10
4.4 风机选择 10
5. 课程设计小结 11
6.参考文献 12

1. 总论
进入改革开放以来，中国的经济在三十年来飞速发展，当前已经成为世界第二大经济体。然而，不论是西方媒体的各种赞誉还是“中国威胁论”的炒作，都掩盖不了一个中国现在日益突显的事实：飞速发展经济的同时，却忽略了对环境的保护，只追求利益的增长。然而，金钱的光芒不能掩盖日益严重的环境污染问题，为追求经济效益而忽略对环境的破坏，与我们所坚持的可持续发展相违背，不利于当今社会，更不利于子孙后代的发展。因此，为了我们的地球，为了我们的子孙后代能生活在蔚蓝的天空下，我们更应该保护环境，发展绿色经济。
当今经济高速发展，冶金等重工业企业的生产水平不断提高，不论是产量还是效率都与以前有了翻天覆地的变化。面对技术进步带来的可观的经济效益，我们不能忽略冶炼过程中烟气颗粒物带给我们的污染。
排放到大气中的颗粒物，对人体有很大的危害，粒径小于10微米的颗粒物能够随呼吸进入肺部并沉积，长期大量吸入，会引起呼吸系统疾病，如引起肺组织慢性纤维化，导致肺心病引起慢性支气管炎、慢性鼻咽炎等一系列病变，并加重已有的呼吸系统疾病。另外，粉尘还可能成为化学反应的催化剂，引发大气中化学物质的反应，产生光化学烟雾等污染，对人体健康产生危害。为了人类健康和环境清洁，人们设计了除尘器来解决粉尘颗粒物的污染。

2. ****污染现状
3是法师法师
2.1 水泥企业工艺流程如下：
2.1.1 是打发违法v
1）工时费vvv

2）
2.2 主要污染源

2.3 ***车间污染资料
1）。。。
2）。。。
3.工艺流程选择
3.1 常见除尘技术原理
3.1.1 重力沉降室

3.1.2 旋风除尘器
3.2 除尘工艺流程选择
由设计原始资料能够知道，烟气中的主要污染物为颗粒物，烟气温度20℃，允许最大排风速度1.5m/s，允许压力损失1000Pa，因此，不适合安装使用旋风除尘器。原始资料中给出的数据表明，气体中颗粒物占1600mg/L，烟尘浓度排放标准（标准状况下）：200mg/L，计算除尘效率可知，要求该车间最终排放烟气除尘效率至少达到87.5%，于是我们能够选择袋式除尘器或者湿式除尘器，而湿式除尘器的压力损失较大，且要注意设备与管道的腐蚀，以及污水及污泥的处理问题等。湿式除尘过程中不利于副产品的回收。要获得高除尘效率，必须使液相更好的分散，能耗较大，成本较高。而且有数据可知，当地环境温度-5℃，若用湿式除尘器，则可能造成设备冻结，解决此问题又将进一步增加除尘成本，因此不选择湿式除尘器。
综上所述，能够选择袋式除尘器，又因为允许压力损失1000Pa，因此可选用机械振动袋式除尘器或者逆气流清灰袋式除尘器，而机械振动袋式除尘器损耗较高，需要经常检修与更换滤袋，故选择逆气流清灰袋式除尘器

最终确定工艺流程：

---旋风除尘器---袋式除尘器----风机-----烟囱---

3.3 管道系统设计
1) 管道系统布置应该冲总体上考虑，各种管线统一规划，合理布局。
2) 当集气罩较多时，能够全部集中在一个净化系统中，也可分为几个净化系统。
3) 管道敷设分为明装和暗设，应尽量明装。
4) 管道应尽量集中成列、平行敷设，并应尽量沿墙或柱子敷设。
5) 管道与梁、柱、墙、设备及管道之间应有一定距离。
6) 管道应尽量避免遮挡室内采光和妨碍门窗的启闭。
7) 水平管道应有一定的坡度。
8) 管道与阀件的重量不宜支承在设备上。
9) 为了方便管网的管理和运行调节，管网系统不宜过大。
10) 除尘管道力求顺直，保证气流通畅。

4 工艺计算
4.1 旋风除尘器设计
4.2 袋式除尘器设计
4.3管道设计
在本设计中，污染物为重矿粉，查《大气污染控制工程》表13-4，得水平管内最低流速为16m/s，垂直管为14m/s。考虑要用到垂直管和水平管两部分，而用同一管径。故取管内气速：V1=16m/s。
1）管径的计算与实际速度的确定

式中 Q——工况下管道内的烟气流量，；
——烟气流速，m/s，（可查有关手册确定，对于锅炉烟尘=10～15m/s）。
取 v = 16 m/s

取整d = 300 mm
核算实际速度：=4Q/()=14.154m/s；
管段长度的确定
总体设计草图

①，17m
除尘器

②,6m
③，18.814m

图.1除尘工艺流程图
管道压力损失的计算
管道压力损失计算公式
（1） 摩擦压力损失\
（2）
对于圆管
式中 L——管道长度，m；
d——管道直径，m；
——烟气密度，kg/m3
——管中气流平均速率，m/s；
——摩擦阻力系数，是气体雷诺数Re和管道相对粗糙度K/d的函数。
（2）局部压力损失
(Pa)
式中 ξ——异形管件的局部阻力系数，可在有关手册中查到；
v——与ξ像应的断面平均气流速率，m/s；
ρ——烟气密度，。

管道①:

L1=17m,d=300mm，λ/d=0.0612,动压为15.68mm水柱，即153.664pa
摩擦压力损失为

局部阻力包括集气罩ξ1=0.16、三个弯头(R/d=1.5) ξ=0.18：

则局部压损为

=140.603+107.56=248.163Pa

管道②:
L2=6m,d=300mm，λ/d=0.0612,动压为15.68mm水柱，即153.664pa
摩擦压力损失为

局部阻力包括两个弯头(R/d=1.5) ξ1=0.18：

则局部压损为

=56.43+55.32=111.75Pa

管道③:

L3=18.814m,d=300mm，λ/d=0.0612,动压为15.68mm水柱，即153.664pa

摩擦压力损失为

局部阻力包括通风机进出口及排风口伞形风帽，通风机入口处变径管压力损失不计，通风机出口ξ=0.1，伞形风帽（h/Do=0.5）ξ=1.3：

故局部压损为

176.93+215.13=392.06Pa

除尘总压力损失：
248.163+111.75+392.06=751.974Pa

把上述结果填入计算表1之中：
表1 管道计算表
管道计算表
管段编号
流量qv/(m3.h-1)
管长l/m
管径d/mm
流速v/(m/s)

动压/Pa
摩擦压力损失/Pa
局部压力损失系数
局部压力损失/Pa
管段总压力损失/Pa
管段总压力损失累计/Pa
①
3914.93
17
300
14.15
0.0612
153.664
140.603
0.70
107.56
248.163
751.974
②
3914.93
6
300
14.15
0.0612
153.664
56.43
0.36
55.32
111.75
③
3914.93
18
300
14.15
0.0612
153.664
169.28
1.4
215.13
392.06

管道保温及热补偿设计
对于高温烟气管道系统，当烟气及周围环境温度发生变化时，因管道的热胀冷缩而产生一定的应力。当此应力超过管道系统的承受极限时，就会造成破坏。因此，对高温烟气管道系统，必须进行热补偿设计。
（1）管道热伸长计算：△L=(t1-t2)L (mm)
式中：——管材的热膨胀系数；
L——两个固定支架间管道长度，m；
t1——管壁最高温度，C；
-- 管壁最低温度，C；
例如：管段② mm
（2）管道的热补偿设计：为了保证管道系统在热状态下的稳定和安全，吸收管道热胀冷缩所产生的应力，管道系统每隔一定距离应装设固定支架及补偿装置。管道热伸长补偿方法有自然补偿和补偿器补偿两种。本设计采用自然转弯管段L形来吸收管道热伸长形变。这类补偿方式简单，且管道变形时会产生横向位移。

4.4 风机选择
查计算表知：动压力为153.664Pa；当量阻力系数=0.0612。

5. 课程设计小结
两周的课程设计终于结束了，感受颇多。经过此次课程设计，我学到了很多课本上没有的东西，我们经过查找大量资料，请教老师，以及不懈的努力，不但培养了独立思考的能力，在各种其它能力上也都有了提高。我发现自己对课本上的东西理解得不够深刻，掌握得不够牢固。在此次设计中，计算量也是相当多，因为我计算时不够仔细，导致多次重算，十分费力，意识到以后无论做什么事都要仔细，耐心。此次课程设计让我学会了设计一个工程的基本流程及基本原则，明白了如何利用网络，利用图书馆等搜索自己需要的资料，在本次设计过程中最大的难题是很多参数不知如何选取，在老师的指导下，同学的帮助下借助网络资料查出来的，这为以后的工作学习打下了扎实的基础，同时在设计的过程中由于需要频繁应用公式编辑器，因此此次的设计，我对电脑某些软件的应用有了更加深入的了解，而且，经过此次设计，我意识到将来作为一个环境工作者肩上的重担。同时，也让我对自己所学的专业产生了更大的兴趣，让我有了更重的责任感和使命感，将来为自己的家园贡献自己的力量。
在此次设计中，虽遇到了很多困难，但在老师细心的指导下，我们顺利地结束了此次课程设计，在此衷心得谢谢老师！

6.参考文献
[1]. 工业防尘专业委员会． 工业防尘手册[M]．北京，劳动人事出版社：1987
[2]. 何争光．大气污染控制工程及应用实例[M]．北京，化学工业出版社：
[3]. 郝吉明，马广大．大气污染控制工程[M]．北京，高等教育出版社： .
[4]. 刘伟，祝凌云．AutoCAD 中文版自学手册[M]．人民邮电出版社：
[5] 艾华，佐领. 间除尘系统方案设计分析[J]. 西安重型机械研究所报, ,09(00):98-102